Een nieuwe kijk op de corona van de Zon
De dynamische geboorteplaats van de zonnewind onthult door ASPIICS aan boord van ESA’s Proba-3-missie, een coronagraaf geleid door België.
Waarnemingen van de ASPIICS-coronagraaf aan boord van de Proba-3-missie van ESA onthullen een wereld van kleinschalige activiteit in de buitenste laag van de zonne-atmosfeer, de corona. Dit blijkt uit een nieuwe studie onder leiding van de Koninklijke Sterrenwacht van België. Deze waarnemingen suggereren dat het gebied waar de zonnewind ontstaat, gevuld is met voortdurend bewegende structuren die mogelijk helpen de zonnewind zelf aan te drijven.
De uitgestrekte atmosfeer van de Zon, de zonnecorona, is een rijk van extremen. De temperaturen overschrijden er een miljoen graden, veel heter dan het zonsoppervlak, en vanuit deze plek stroomt een continue supersonische stroom van plasma (elektrisch geladen gas) naar buiten, die bekend staat als de zonnewind. De tragere component van deze wind, de langzame zonnewind, is bijzonder raadselachtig: deze varieert sterk in snelheid, dichtheid en samenstelling, en de exacte oorsprong ervan in de binnenste corona is al decennia-lang onderwerp van discussie.
Deze opname is gemaakt op 16 juli 2025. Op dat moment bevond de zon zich in het zonnemaximum, de meest actieve fase van de 11-jarige zonnecyclus. Dit betekent dat de stromen die de zonnewind meevoeren op dat moment in alle richtingen konden wijzen. Naarmate de zonneactiviteit de komende jaren afneemt en het magnetisch veld van de zon minder chaotisch wordt, zullen deze stromen voornamelijk afkomstig zijn uit de buurt van de zonne-evenaar. Het (kunstmatig gekleurde) gele deel van de afbeelding toont de zon in ultraviolet licht, vastgelegd door de SWAP-telescoop op ESA’s Proba-2-ruimtesonde. De groene afbeelding eromheen is vastgelegd in zichtbaar licht door de ASPIICS-coronagraaf op ESA’s Proba-3. Bron: ESA/Proba-3/ASPIICS & ESA/Proba-2/SWAP, A. Zhukov (ROB).
Het is lange tijd moeilijk geweest om het binnenste deel van de zonnecorona te observeren. Telescopen die de Zon en haar lage corona in röntgenstraling en extreem ultraviolet licht (EUV) waarnemen, kunnen meestal niet ver genoeg naar buiten kijken, terwijl traditionele coronagrafen, instrumenten die de heldere zonneschijf blokkeren om de ijle corona zichtbaar te maken, doorgaans de corona waarnemen die verder van de Zon verwijderd is. Dit leidt tot een observationeel gat precies daar waar de langzame zonnewind vermoedelijk ontstaat.
De Proba-3-missie van de Europese Ruimtevaartorganisatie ESA, gelanceerd in december 2024, maakt gebruik van een unieke techniek om deze leemte op te vullen: twee ruimtevaartuigen die in een formatie met de precisie van een millimeter op 144 meter afstand van elkaar vliegen. De ene satelliet draagt een schijf die het heldere zonsoppervlak afdekt, terwijl de andere een telescoop herbergt. Samen vormen ze een gigantische coronagraaf die op verzoek kunstmatige totale zonsverduisteringen in de ruimte creëert, waardoor wetenschappers de ijle corona zeer dicht bij de Zon urenlang achter elkaar kunnen observeren. Het belangrijkste instrument van de missie, de ASPIICS-coronagraaf (Association of Spacecraft for Polarimetric and Imaging Investigation of the Corona of the Sun), vult effectief het observationele gat tussen EUV-zonnetelescopen en traditionele coronagrafen.
Bekijk de video. Het (kunstmatig gekleurde) gele gedeelte van de video toont de Zon in ultraviolet licht, vastgelegd door de SWAP-telescoop aan boord van ESA’s Proba-2-ruimtesonde. Het grijze gedeelte eromheen is gebaseerd op beelden die in zichtbaar licht zijn vastgelegd door de ASPIICS-coronagraaf aan boord van Proba-3. Deze beelden zijn bewerkt om het contrast te versterken. Je ziet stromen van zonnewind die zich in alle richtingen van de zon verwijderen. In sommige gebieden, met name aan de onderkant van het beeld, zie je ook materiaal terugvallen naar de zon. In de tweede helft van de video zien we aan de rechterkant een zonnewolk vertrekken. Bron: ESA/Proba-3/ASPIICS & ESA/Proba-2/SWAP (ROB), A. Debrabandere (ROB).
In een nieuwe studie onder leiding van de Koninklijke Sterrenwacht van België, gepubliceerd in Astrophysical Journal Letters, presenteren onderzoekers de eerste wetenschappelijke resultaten van Proba-3/ASPIICS. “De waarnemingen laten zien dat het gebied waar de langzame zonnewind ontstaat, vol zit met alomtegenwoordige en kleinschalige dynamiek: minuscule, vage, snel evoluerende plasmastructuren die naar buiten stromen, maar soms ook naar binnen, doorheen de corona”, zegt Andrei Zhukov, hoofdonderzoeker van ASPIICS en hoofdauteur van de studie. Deze bewegingen wijzen erop dat de zonnecorona op kleine schaal veel dynamischer is dan eerder werd waargenomen. Een dergelijke dynamiek kan verband houden met magnetische reconnectie, de herstructurering van magnetische velden die plasma kan verwarmen en versnellen. Het bestuderen van deze minuscule structuren levert nieuwe aanwijzingen op over hoe de langzame zonnewind ontstaat en hoe de Zon massa en energie afgeeft aan de interplanetaire ruimte.
Proba-3 is een ESA-missie waaraan wetenschappelijke en industriële partners uit heel Europa meewerken. België speelt een centrale rol op het gebied van technologie en wetenschap binnen de missie:
- Redwire Space in Kruibeke verzorgde de avionica, de assemblage en het testen van de satellieten
- Het Centre Spatial de Liège leidde het ontwerp, de assemblage en het testen van de ASPIICS-telescoop en trad op als industriële hoofdaannemer, waarbij het de coördinatie verzorgde van een groot Europees consortium dat het instrument bouwde.
- De Koninklijke Sterrenwacht van België leidt het wetenschappelijk onderzoek, net als het hoofdonderzoeker-team van het instrument en de wetenschappelijke operaties van de missie.
De Proba-3-ruimtevaartuigen worden bestuurd vanuit het European Space Security and Education Centre van ESA in Redu. De sterke Belgische betrokkenheid weerspiegelt decennia van opgebouwde expertise in zonnefysica en de ontwikkeling van ruimtevaartapparatuur.
De eerste resultaten vormen slechts het begin van Proba-3’s verkenning van de zonnecorona. “Sinds de start van zijn nominale missie in juli 2025 heeft Proba-3/ASPIICS meer dan 250 uur aan gegevens verzameld, wat overeenkomt met de duur van duizenden natuurlijke totale zonsverduisteringen die vanaf de grond zijn waargenomen”, aldus Andrei Zhukov. Wetenschappers verwachten dat Proba-3 nog meer nieuwe details zal onthullen over fundamentele processen in de corona, zoals hoe de zonnewind wordt geproduceerd en hoe magnetische uitbarstingen, ook wel coronale massa-uitbarstingen genoemd, vanuit de Zon worden gelanceerd.
De Belgische bijdrage aan Proba-3 wordt ondersteund door de GSTP- en PRODEX-programma’s van ESA, door het Belgisch Federaal Wetenschapsbeleid BELSPO en door het Solar-Terrestrial Centre of Excellence.
ESA-webartikel: https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/First_Proba-3_science_surprisingly_speedy_solar_wind